JP6555354B2

JP6555354B2 - 脆性基板の分断方法

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Publication number: JP6555354B2
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Authority: JP
Inventors: 曽山　浩; 浩曽山
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
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Filing date: 2016-09-06
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Description

本発明は脆性基板の分断方法に関する。

フラットディスプレイパネルまたは太陽電池パネルなどの電気機器の製造において、ガラス基板などの脆性基板を分断することがしばしば必要となる。まず基板上にスクライブラインが形成され、次にこのスクライブラインに沿って基板が分断される。スクライブラインは、カッタを用いて基板を機械的に加工することによって形成され得る。カッタが基板上を摺動または転動することで、基板上に塑性変形によるトレンチが形成されると同時に、このトレンチの下方には垂直クラックが形成される。その後、ブレイク工程と称される応力付与がなされる。ブレイク工程によりクラックを厚さ方向に完全に進行させることで、基板が分断される。

基板が分断される工程は、基板にスクライブラインを形成する工程の直後に行なわれることが多い。しかしながら、スクライブラインを形成する工程とブレイク工程との間において基板を加工する工程を行なうことも提案されている。基板を加工する工程とは、たとえば、基板上に何らかの部材を設ける工程である。

たとえば国際公開第２００２／１０４０７８号の技術によれば、有機ＥＬディスプレイの製造方法において、封止キャップを装着する前に各有機ＥＬディスプレイとなる領域毎にガラス基板上にスクライブラインが形成される。このため、封止キャップを設けた後にガラス基板上にスクライブラインを形成したときに問題となる封止キャップとガラスカッターとの接触を回避させることができる。

またたとえば国際公開第２００３／００６３９１号の技術によれば、液晶表示パネルの製造方法において、２つのガラス基板が、スクライブラインが形成された後に貼り合わされる。これにより１度のブレイク工程で２枚の脆性基板を同時にブレイクすることができる。

国際公開第２００２／１０４０７８号国際公開第２００３／００６３９１号

上記従来の技術によれば、脆性基板への加工がスクライブラインの形成後に行なわれ、その後応力付与によりブレイク工程が行なわれる。このことは、脆性基板への加工時に垂直クラックが既に存在することを意味する。この垂直クラックの厚さ方向におけるさらなる伸展が加工中に意図せず発生することで、加工中は一体であるべき脆性基板が分断されてしまうことがあり得た。また、スクライブラインの形成工程と基板のブレイク工程との間に基板の加工工程が行なわれない場合においても、通常、スクライブラインの形成工程の後かつ基板のブレイク工程の前に基板の搬送または保管が必要であり、その際に基板が意図せず分断されてしまうことがあり得た。このため、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないライン（言い換えれば、後述する「クラックレス状態」にあるライン）によって規定することができれば、極めて有用である。また上述したような意図しない分断への配慮が不要な場合であっても、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができるのであれば、当該ラインの形成工程において脆性基板へ刃先を押し付ける荷重がより小さくても十分となる。刃先の荷重の軽減は、刃先の摩耗または脆性基板表面のダメージを軽減するのに有用である。しかしながら、脆性基板が分断されることになる位置を規定することができる、垂直クラックを伴わないラインを、刃先の摺動を用いて形成する技術は、これまで十分に検討されてきていなかった。むしろ、そのように垂直クラックを伴わないラインは、刃先への荷重不足などに起因した単なる不良ラインとしか認識されてこなかったのが通常であった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができる、脆性基板の分断方法を提供することである。

本発明の一の局面に従う脆性基板の分断方法は、以下の工程ａ）〜ｃ）を有している。

ａ）突起部と突起部から延びかつ凸形状を有する側部とを有する刃先を脆性基板の一の面上で、突起部から側部へ向かう方向に摺動させることによって、一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインが形成される。トレンチラインは、トレンチラインの下方において脆性基板がトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成される。

ｂ）トレンチラインの少なくとも一部に沿って脆性基板のクラックを伸展させることによってクラックラインが形成される。クラックラインによってトレンチラインの下方において脆性基板はトレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれている。

ｃ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

工程ａ）は、工程ｂ）においてクラックラインがトレンチラインに沿って伸展する方向が、トレンチラインが形成された方向と同じとなるように行われる。また、前記刃先は、互いに隣り合う第１から第３の面と、前記第１から第３の面が合流する頂点と、前記第２および第３の面がなす稜線とを有し、前記刃先の前記突起部は前記頂点で構成され、前記刃先の前記側部は前記稜線で構成される。

本発明の他の局面に従う脆性基板の分断方法は、以下の工程ａ）〜ｃ）を有している。

ａ）突起部と突起部から延びかつ凸形状を有する側部とを有する刃先を脆性基板の一の面上で、側部から突起部へ向かう方向に摺動させることによって、一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインが形成される。トレンチラインは、トレンチラインの下方において脆性基板がトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成される。

ｃ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

工程ａ）は、工程ｂ）においてクラックラインがトレンチラインに沿って伸展する方向が、トレンチラインが形成された方向と逆となるように行われる。また、前記刃先は、互いに隣り合う第１から第３の面と、前記第１から第３の面が合流する頂点と、前記第２および第３の面がなす稜線とを有し、前記刃先の前記突起部は前記頂点で構成され、前記刃先の前記側部は前記稜線で構成される。

本発明によれば、脆性基板が分断される位置を規定するラインとして、その下方にクラックを有しないトレンチラインが形成される。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインは、トレンチラインの形成後にそれに沿ってクラックを伸展させることで形成される。これにより、脆性基板が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインによって規定することができる。

本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法に用いられる器具の構成を概略的に示す側面図（Ａ）、および、上記器具が有する刃先の構成を図１（Ａ）の矢印ＩＢの視点で概略的に示す平面図（Ｂ）である。本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の構成を概略的に示すフロー図である。本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法において形成されるトレンチラインの構成を概略的に示す端面図である。本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１における脆性基板の分断方法において形成されるクラックラインの構成を概略的に示す端面図である。本発明の実施の形態１の第１の変形例の脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１の第１の変形例の脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態１の第２の変形例の脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態２における脆性基板の分断方法の第３の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態２の変形例の脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態３における脆性基板の分断方法の一工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態４における脆性基板の分断方法の第１の工程を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態４における脆性基板の分断方法の第２の工程を概略的に示す上面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜実施の形態１＞
（カッティング器具の構成）
図１を参照して、はじめに、本実施の形態のガラス基板４（脆性基板）の分断方法におけるトレンチラインの形成工程に用いられるカッティング器具５０の構成について説明する。カッティング器具５０は刃先５１およびシャンク５２を有している。刃先５１は、そのホルダとしてのシャンク５２に固定されることによって保持されている。

刃先５１には、天面ＳＤ１（第１の面）と、天面ＳＤ１を取り囲む複数の面とが設けられている。これら複数の面は側面ＳＤ２（第２の面）および側面ＳＤ３（第３の面）を含む。天面ＳＤ１、側面ＳＤ２およびＳＤ３（第１〜第３の面）は、互いに異なる方向を向いており、かつ互いに隣り合っている。刃先５１は、天面ＳＤ１、側面ＳＤ２およびＳＤ３が合流する頂点を有し、この頂点によって刃先５１の突起部ＰＰが構成されている。また側面ＳＤ２およびＳＤ３は、刃先５１の側部ＰＳを構成する稜線をなしている。側部ＰＳは突起部ＰＰから線状に延びている。また側部ＰＳは、上述したように稜線であることから、線状に延びる凸形状を有する。

刃先５１はダイヤモンドポイントであることが好ましい。すなわち刃先５１は、硬度および表面粗さを小さくすることができる点からダイヤモンドから作られていることが好ましい。より好ましくは刃先５１は単結晶ダイヤモンドから作られている。さらに好ましくは結晶学的に言って、天面ＳＤ１は｛００１｝面であり、側面ＳＤ２およびＳＤ３の各々は｛１１１｝面である。この場合、側面ＳＤ２およびＳＤ３は、異なる向きを有するものの、結晶学上、互いに等価な結晶面である。

なお単結晶でないダイヤモンドが用いられてもよく、たとえば、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で合成された多結晶体ダイヤモンドが用いられてもよい。あるいは、微粒のグラファイトや非グラファイト状炭素から、鉄族元素などの結合材を含まずに焼結された多結晶体ダイヤモンド粒子を鉄族元素などの結合材によって結合させた焼結ダイヤモンドが用いられてもよい。

シャンク５２は軸方向ＡＸに沿って延在している。刃先５１は、天面ＳＤ１の法線方向が軸方向ＡＸにおおよそ沿うようにシャンク５２に取り付けられることが好ましい。

（ガラス基板の分断方法）
本実施の形態においては、刃先５１（図１）をガラス基板４の上面ＳＦ１上で方向ＤＡに摺動させる工程を含むガラス基板４の分断方法（図２）について説明する。

分断されることになるガラス基板４は、上面ＳＦ１（一の面）と、その反対の下面ＳＦ２（他の面）とを有している。図３を参照して、上面ＳＦ１を囲む縁は、互いに対向する辺ＥＤ１（第１の辺）および辺ＥＤ２（第２の辺）を含む。図３で示す例においては、縁は長方形状である。よって辺ＥＤ１およびＥＤ２は互いに平行な辺である。また図３で示す例においては辺ＥＤ１およびＥＤ２は長方形の短辺である。またガラス基板４は、上面ＳＦ１に垂直な厚さ方向ＤＴを有している。

図２および図３を参照して、ステップＳ３０にてトレンチラインＴＬが形成される。具体的には、以下の工程が行われる。

まず、上面ＳＦ１に刃先５１の突起部ＰＰおよび側部ＰＳが位置Ｎ１で押し付けられる。位置Ｎ１の詳細は後述する。刃先５１の押し付けは、図１（Ａ）を参照して、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１の突起部ＰＰが辺ＥＤ１および側部ＰＳの間に配置されるように、かつ刃先５１の側部ＰＳが突起部ＰＰと辺ＥＤ２の間に配置されるように行なわれる。

次に、押し付けられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動される（図３の矢印参照）。刃先５１（図１）は、上面ＳＦ１上で、突起部ＰＰから側部ＰＳへ向かう方向ＤＡに摺動させられる。言い換えれば、刃先５１は、突起部ＰＰから側部ＰＳへ向かう方向を上面ＳＦ１上に射影した方向ＤＡに摺動させられる。方向ＤＡは、突起部ＰＰの近傍における側部ＰＳの延在方向を上面ＳＦ１上に射影した方向におおよそ沿っている。この摺動によって上面ＳＦ１上に塑性変形が発生させられる。これにより上面ＳＦ１上に、溝形状を有するトレンチラインＴＬ（図中では５つのライン）が形成される。このようにトレンチラインＴＬはガラス基板４の塑性変形によって生じ、この塑性変形はガラス基板の表面が削れない、低い荷重で十分に形成されるが、ガラス基板４が若干削れてもよい。ただしこのような削れは、好ましくない微細な破片を生じ得ることから、生じないことが好ましい。

トレンチラインＴＬの形成は、位置Ｎ１および位置Ｎ３の間で行なわれる。位置Ｎ１およびＮ３の間には位置Ｎ２が位置する。よってトレンチラインＴＬは、位置Ｎ１およびＮ２の間と、位置Ｎ２およびＮ３の間とに形成される。

位置Ｎ１およびＮ３は、図３に示すようにガラス基板４の上面ＳＦ１の縁から離れて位置してもよく、あるいは、その一方または両方が上面ＳＦ１の縁に位置してもよい。形成されるトレンチラインＴＬは、前者の場合はガラス基板４の縁から離れており、後者の場合はガラス基板４の縁に接している。

位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ１の方が辺ＥＤ１により近く、また位置Ｎ１およびＮ２のうち位置Ｎ２の方が辺ＥＤ２により近い。なお図３に示す例では、位置Ｎ１は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ１に近く、位置Ｎ２は辺ＥＤ１およびＥＤ２のうち辺ＥＤ２に近いが、位置Ｎ１およびＮ２の両方が辺ＥＤ１またはＥＤ２のいずれか一方の近くに位置してもよい。

トレンチラインＴＬが形成される際には、本実施の形態においては、位置Ｎ１から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ３へ変位させられる。すなわち、図１を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ１から辺ＥＤ２へ向かう方向である方向ＤＡへ変位させられる。方向ＤＡは、刃先５１から延びる軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向に対応している。この場合、刃先５１はシャンク５２によって上面ＳＦ１上を引き摺られる。

図４を参照して、トレンチラインＴＬを形成する工程は、トレンチラインＴＬの下方においてガラス基板４がトレンチラインＴＬの延在方向（図３における横方向）と交差する方向ＤＣにおいて連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行なわれる。クラックレス状態においては、塑性変形によるトレンチラインＴＬは形成されているものの、それに沿ったクラックは形成されていない。よって従来のブレイク工程のようにガラス基板４に単純に曲げモーメントなどを発生させる外力を加えても、トレンチラインＴＬに沿った分断は容易には生じない。このためクラックレス状態においてはトレンチラインＴＬに沿った分断工程は行われない。クラックレス状態を得るために、刃先５１に加えられる荷重は、スクライブ時にはクラックが発生しない程度に小さく、かつ、後の工程でクラックを発生させることができる内部応力の状態を作り出すような塑性変形が発生する程度に調整される。

上記クラックレス状態は所望の時間に渡って維持され得る。クラックレス状態の維持のためには、トレンチラインＴＬにおいてガラス基板４に対して過度の応力が加わるような操作、たとえば基板に破損を生じるような大きな外部応力の印加または大きな温度変化を伴う加熱、が避けられればよい。その間に、ガラス基板４が搬送されたり、保管されたり、加工されたりし得る。ガラス基板４の加工は、たとえば、ガラス基板４上に部材（図示せず）を設ける工程であってもよい。

図５を参照して、ステップＳ３０（図２）の後のステップＳ５０（図２）にて、トレンチラインＴＬの少なくとも一部に沿って厚さ方向ＤＴにおけるガラス基板４のクラックが伸展させられる。図５においては、形成されていたトレンチラインＴＬ（図３）のうち位置Ｎ２および位置Ｎ３の間の部分に沿ってガラス基板４のクラックが伸展させられる。これによってクラックラインＣＬが形成される。

本実施の形態においては、トレンチラインＴＬと位置Ｎ２で交差するアシストラインＡＬが形成されることをきっかけとして、クラックラインＣＬの形成が開始される。アシストラインＡＬは、厚さ方向ＤＴにおけるクラックをともなう通常のスクライブラインであってよく、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放するものである。アシストラインＡＬの形成方法は、特に限定されないが、図５に示すように、上面ＳＦ１の縁を基点として形成されてもよい。

図６を参照して、クラックラインＣＬによってトレンチラインＴＬの下方においてガラス基板４はトレンチラインＴＬの延在方向（図５における横方向）と交差する方向ＤＣにおいて連続的なつながりが断たれている。ここで「連続的なつながり」とは、言い換えれば、クラックによって遮られていないつながりのことである。なお、上述したように連続的なつながりが断たれている状態において、クラックラインＣＬのクラックを介してガラス基板４の部分同士が接触していてもよい。また、トレンチラインＴＬの直下にわずかに連続的なつながりが残されていてもよい。

本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ（図３）に沿ってクラックラインＣＬ（図５）が伸展する方向（図５の破線矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図３の実線矢印）と同じとされる。クラックラインＣＬの伸展方向をそのように選択するためには、トレンチラインＴＬの形成方法が適切に選択されればよい。

本発明者の検討によれば、本実施の形態のように刃先５１（図１）の方向ＤＡへの摺動によってトレンチラインＴＬが形成される場合は、刃先５１の軸方向ＡＸがガラス基板４の上面ＳＦ１に対して垂直に近ければ、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとなる。なお、本実施の形態のように刃先５１（図１）の方向ＤＡへの摺動によってトレンチラインＴＬが形成される場合において、上記とは逆に軸方向ＡＸがガラス基板４の上面ＳＦ１の法線方向から大きく傾いていれば、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と逆となる。軸方向ＡＸがこれらの中間的な角度であると、クラックラインＣＬの伸展方向は不安定となり、その予測が困難となる。

よってクラックラインＣＬの伸展方向をトレンチラインＴＬの形成方向と、より確実に同じとするためには、軸方向ＡＸ（図１）の角度が上面ＳＦ１に対してより垂直に近づくように刃先５１の姿勢を調整すればよい。言い換えれば、上面ＳＦ１と側面ＳＤ３との間の角度ＡＧ１を増大させ、かつ上面ＳＦ１と天面ＳＤ１との間の角度ＡＧ２を減少させることによって、より確実に、クラックラインＣＬの伸展方向をトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとすることができる。

上述したように刃先５１（図１）の姿勢を調整すると、角度ＡＧ１が増大しかつ角度ＡＧ２が減少する。天面ＳＤ１と側部ＰＳとの間の角度が１５８°の刃先５１を用いた第１の実験によれば、角度ＡＧ１＝５°かつ角度ＡＧ２＝１７°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と逆となった。軸方向ＡＸの調整により、角度ＡＧ１＝角度ＡＧ２＝１１°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとなった。天面ＳＤ１と側部ＰＳとの間の角度が１６５°の刃先５１を用いた第２の実験によれば、角度ＡＧ１＝５°かつ角度ＡＧ２＝１０°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と逆となった。軸方向ＡＸの調整により、角度ＡＧ１＝７°かつ角度ＡＧ２＝８°とすると、クラックラインＣＬの伸展方向はトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとなった。なお、刃先５１の突起部ＰＰは、ある程度鋭利であることが望まれるため、天面ＳＤ１と側部ＰＳとの間の角度は１６０°程度以下であることが好ましい。そのような条件下においては、クラックラインＣＬの伸展方向をトレンチラインＴＬの伸展方向と同じとするためには、角度ＡＧ２≦角度ＡＧ１とすることが好ましい。

上記のようにクラックラインＣＬの伸展方向が選択される場合、トレンチラインＴＬに沿って位置Ｎ２から位置Ｎ３の方へ（図５中、破線矢印参照）、厚さ方向ＤＴ（図６）におけるガラス基板４のクラックが伸展する。なお位置Ｎ２から位置Ｎ３への方向に比して、位置Ｎ２から位置Ｎ１への方向へは、クラックラインＣＬが形成されにくい。つまりクラックラインＣＬの伸展のしやすさには方向依存性が存在する。よってクラックラインＣＬが位置Ｎ２およびＮ３の間には形成され位置Ｎ２およびＮ１の間には形成されないという現象が生じ得る。本実施の形態は位置Ｎ２およびＮ３間に沿ったガラス基板４の分断を目的としており、位置Ｎ２およびＮ１間に沿ったガラス基板４の分離は目的としていない。よって位置Ｎ２およびＮ３間でクラックラインＣＬが形成されることが必要である一方で、位置Ｎ２およびＮ１間でのクラックラインＣＬの形成されにくさは問題とはならない。

次に、ステップＳ６０（図２）にて、クラックラインＣＬに沿ってガラス基板４が分断される。すなわち、いわゆるブレイク工程が行なわれる。ブレイク工程は、たとえば、ガラス基板４への外力の印加によって行ない得る。たとえば、ガラス基板４の上面ＳＦ１上のクラックラインＣＬ（図６）に向かって下面ＳＦ２上に応力印加部材を押し付けることによって、ガラス基板４へクラックラインＣＬを開くような応力が印加される。なおクラックラインＣＬがその形成時に厚さ方向ＤＴに完全に進行した場合は、クラックラインＣＬの形成とガラス基板４の分断とが同時に生じ得る。

以上によりガラス基板４の分断が行なわれる。なお上述したクラックラインＣＬの形成工程は、いわゆるブレイク工程と本質的に異なっている。ブレイク工程は、既に形成されているクラックを厚さ方向にさらに伸展させ、基板を完全に分離するものである。一方、クラックラインＣＬの形成工程は、トレンチラインＴＬの形成によって得られたクラックレス状態から、クラックを有する状態への変化をもたらすものである。この変化は、クラックレス状態が有する内部応力の開放によって生じると考えられる。トレンチラインＴＬの形成時の塑性変形、およびトレンチラインＴＬの形成によって生成される内部応力の大きさや方向性などの状態は、回転刃の転動が用いられる場合と、本実施の形態のように刃先の摺動が用いられる場合とでは異なると考えられ、刃先の摺動が用いられる場合には、より広いスクライブ条件においてクラックが発生しやすくなる。また内部応力の開放にはそのきっかけとして応力印加が必要であり、本実施の形態においては、アシストラインＡＬの形成がそのようなきっかけとして作用する。

なお上記においては上面ＳＦ１が平坦である場合について説明したが、上面は湾曲していてもよい。またトレンチラインＴＬが直線状である場合について説明したが、トレンチラインは曲線状であってもよい。また脆性基板としてガラス基板４が用いられる場合について説明したが、脆性基板は、ガラス以外の脆性材料から作られていてもよく、たとえば、セラミックス、シリコン、化合物半導体、サファイアまたは石英から作られ得る。

（効果）
本実施の形態によれば、ガラス基板４が分断される位置を規定するラインとして、その下方にクラックを有しないトレンチラインＴＬ（図４）が形成される。分断の直接のきっかけとして用いられることになるクラックラインＣＬ（図６）は、トレンチラインＴＬの形成後にそれに沿ってクラックを伸展させることで形成される。これにより、ガラス基板４が分断されることになる位置を、垂直クラックを伴わないラインであるトレンチラインＴＬによって規定することができる。

上記のように、垂直クラックを伴わないラインであるトレンチラインＴＬは、垂直クラックを伴う通常のスクライブラインに比して、ガラス基板４へ刃先５１を押し付ける荷重が比較的小さくても形成しやすい。刃先５１の荷重の軽減は、刃先５１の摩耗またはガラス基板４の上面ＳＦ１のダメージを軽減するのに有用である。

また本実施の形態のように刃先５１が方向ＤＡ（図１）に向かって摺動させられる場合、刃先５１が方向ＤＢに向かって摺動させられる場合に比して、刃先５１の局所的な摩耗が生じにくくなる。これにより刃先５１の寿命が長くなる。

また、トレンチラインＴＬの形成後かつクラックラインＣＬの形成前のガラス基板４（図３）は、ガラス基板４が分断される位置がトレンチラインＴＬによって規定されつつも、クラックラインＣＬが未だ形成されていないので容易に分断は生じない状態にある。この状態を用いることで、ガラス基板４が分断される位置を予め規定しつつも、分断されるべき時点より前にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。たとえば、搬送中にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。また、このガラス基板４への何らかの加工中にガラス基板４が意図せず分断されることを防ぐことができる。

また、後述する実施の形態２と異なり本実施の形態においては、トレンチラインＴＬが形成された時点（図３）ではアシストラインＡＬ（図５）は未だ形成されていない。よってクラックレス状態を、アシストラインＡＬからの影響なく、より安定的に維持することができる。

（第１の変形例）
図７を参照して、第１の変形例は、アシストラインＡＬとトレンチラインＴＬとの位置Ｎ２での交差ではクラックラインＣＬ（図５）の形成開始のきっかけが十分に得られない場合に関するものである。図８を参照して、ガラス基板４へ、曲げモーメントなどを発生させる外力を加えることで、アシストラインＡＬに沿って厚さ方向ＤＴにおけるクラックが伸展し、その結果、ガラス基板４が分離される。これをきっかけとしてクラックラインＣＬの形成が開始される。本変形例によれば、トレンチラインＴＬからクラックラインＣＬを、より確実に形成することができる。

なお本変形例においては、ガラス基板４の分離によりトレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みが解放され、それによりクラックラインＣＬの形成が開始される。したがってアシストラインＡＬ自身が、トレンチラインＴＬに応力を加えることで形成されたクラックラインＣＬであってもよい。

また、図７においてはアシストラインＡＬがガラス基板４の上面ＳＦ１上に形成されるが、アシストラインＡＬは下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接接触はしない。

（第２の変形例）
図９を参照して、第２の変形例においては、ステップＳ３０（図２）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に位置Ｎ３に比して位置Ｎ２でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ３およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が低減される。言い換えれば、刃先５１の荷重が、位置Ｎ３に比して、トレンチラインＴＬの始端部である位置Ｎ１およびＮ４の間で高められる。これにより、始端部以外での荷重を軽減しつつ、位置Ｎ２からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態におけるガラス基板４の分断方法について、図１０〜図１２を用いつつ、以下に説明する。

図１０を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１と異なり、アシストラインＡＬがトレンチラインＴＬの形成前に形成される。アシストラインＡＬの形成方法自体は、図５（実施の形態１）と同様である。

図１１を参照して、次に、ステップＳ２０（図２）にて上面ＳＦ１に刃先５１が押し付けられ、そしてステップＳ３０（図２）にて、トレンチラインＴＬが形成される。トレンチラインＴＬの形成方法自体は、図３（実施の形態１）と同様である。アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは位置Ｎ２で互いに交差する。

図１２を参照して、次に、ガラス基板４へ曲げモーメントなどを発生させる外力を加える通常のブレイク工程によって、アシストラインＡＬに沿ってガラス基板４が分離される。これにより、ステップＳ５０（図２）として、実施の形態１と同様のクラックラインＣＬの形成が開始される（図中、破線矢印参照）。なお、図１０においてはアシストラインＡＬがガラス基板４の上面ＳＦ１上に形成されるが、ガラス基板４を分離するためのアシストラインＡＬはガラス基板４の下面ＳＦ２上に形成されてもよい。この場合、アシストラインＡＬおよびトレンチラインＴＬは、平面レイアウト上、位置Ｎ２で互いに交差するが、互いに直接接触はしない。

なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じである。

図１３を参照して、次に変形例について説明する。本変形例においては、ステップＳ３０（図２）にてトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１はガラス基板４の上面ＳＦ１に位置Ｎ３に比して位置Ｎ２でより大きな力で押し付けられる。具体的には、位置Ｎ４を位置Ｎ３およびＮ２の間の位置として、トレンチラインＴＬの形成が位置Ｎ４に至った時点で、刃先５１の荷重が低減される。言い換えれば、刃先５１の荷重が、位置Ｎ３に比して、トレンチラインＴＬの始端部である位置Ｎ１およびＮ４の間で高められる。これにより、始端部以外での荷重を軽減しつつ、位置Ｎ２からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態においては、実施の形態１および２と異なりトレンチラインＴＬが、刃先５１（図１）をガラス基板４の上面ＳＦ１上で、方向ＤＡに代わり方向ＤＢに摺動させることによって形成される。具体的には、以下の工程が行われる。

図１４を参照して、まず、上面ＳＦ１に刃先５１の突起部ＰＰおよび側部ＰＳが位置Ｎ３で押し付けられる。刃先５１の押し付けは、図１（Ａ）を参照して、ガラス基板４の上面ＳＦ１上で刃先５１の突起部ＰＰが辺ＥＤ１および側部ＰＳの間に配置されるように、かつ刃先５１の側部ＰＳが突起部ＰＰと辺ＥＤ２の間に配置されるように行なわれる。

次に、押し付けられた刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦ１上で摺動される（図中の矢印参照）。刃先５１（図１）は、上面ＳＦ１上で、側部ＰＳから突起部ＰＰへ向かう方向ＤＢに摺動させられる。言い換えれば、刃先５１（図１）は、側部ＰＳから突起部ＰＰへ向かう方向を上面ＳＦ１上に射影した方向ＤＢに摺動させられる。方向ＤＢは、突起部ＰＰの近傍における側部ＰＳの延在方向を上面ＳＦ１上に射影した方向におおよそ沿っている。この摺動によって、実施の形態１と同様に、トレンチラインＴＬが形成される。

トレンチラインＴＬが形成される際には、本実施の形態においては、位置Ｎ３から位置Ｎ２へ刃先５１が変位させられ、さらに位置Ｎ２から位置Ｎ１へ変位させられる。すなわち、図１を参照して、刃先５１が、辺ＥＤ２から辺ＥＤ１へ向かう方向である方向ＤＢへ変位させられる。方向ＤＢは、刃先５１から延びる軸方向ＡＸを上面ＳＦ１上へ射影した方向と逆の方向に対応している。この場合、刃先５１はシャンク５２によって上面ＳＦ１上を押し進められる。

次に、実施の形態１（図５）と同様に、クラックラインＣＬが形成される。クラックラインＣＬの伸展方向は実施の形態１のもの（図５における破線矢印）と同じである。よって本実施の形態においては、トレンチラインＴＬ（図１４）に沿ってクラックラインＣＬ（図５）が伸展する方向（図５の破線矢印）は、トレンチラインＴＬが形成された方向（図１４の実線矢印）と逆とされる。クラックラインＣＬの伸展方向をそのように選択するためには、トレンチラインＴＬの形成方法が適切に選択されればよい。具体的には、刃先５１の姿勢が実施の形態１と同様に選択されればよい。本発明者の検討によれば、クラックラインＣＬの伸展方向は、トレンチラインＴＬの形成方向ではなく、刃先５１の姿勢によって主に決定される。

なお本実施の形態においても、実施の形態１における第１の変形例（図７および図８）および第２の変形例（図９）と同様の変形例が適用可能である。また実施の形態２およびその変形例と同様、トレンチラインＴＬが形成される前にアシストラインＡＬが形成されてもよい。

次に変形例について説明する。まずは、上記本実施の形態と同様に、刃先５１の方向ＤＢ（図１）への摺動によってトレンチラインＴＬが位置Ｎ３からＮ２を経由してＮ１まで形成される。その後、本変形例においては、刃先５１の摺動が位置Ｎ１で折り返される。そして位置Ｎ１から位置Ｎ２まで、既に形成されているトレンチラインＴＬ上を刃先４１が再度摺動させられる。言い換えれば、刃先５１の方向ＤＢへの摺動によって形成されたトレンチラインＴＬの終端部において、刃先５１の方向ＤＡへの再度の摺動が行われる。この再度の摺動をきっかけとして、トレンチラインＴＬのうち刃先５１の上記再度の摺動を受けた部分からクラックラインＣＬが位置Ｎ３へ向かって伸展する。本変形例によれば、アシストラインＡＬ（図５）などの形成を特に必要とすることなく、クラックラインＣＬの形成が開始されるきっかけをガラス基板４へ容易に与えることができる。この再度の摺動は位置Ｎ３から位置Ｎ１までと同様に方向ＤＢへ行われてもよいが、位置Ｎ１において刃先５１がガラス基板４の上面ＳＦから離れることなく（すなわち、刃先５１が上面ＳＦに接触した状態が保たれつつ）逆方向へ折り返し摺動させられることにより、確実に位置Ｎ１から位置Ｎ２へ、既に形成されたトレンチラインＴＬ上に刃先５１を再度摺動させることができる。

なお、この変形例では、刃先５１の摺動によるトレンチラインＴＬの形成において、刃先５１の再度の摺動を受けることになる部分が形成される際に、刃先５１の荷重が高められてもよい。具体的には、位置Ｎ３から位置Ｎ２までの荷重と比較して、位置Ｎ２から位置Ｎ１までの荷重が高められてもよい。その後、刃先５１が位置Ｎ１で折り返して位置Ｎ２まで摺動する際も、この高められた荷重が維持されることが好ましい。これにより、刃先５１が重複して摺動される区間（すなわち位置Ｎ１と位置Ｎ２との間の区間）以外の区間での刃先５１の荷重を軽減しつつ、刃先５１が重複して摺動される区間からのクラックラインＣＬの形成を誘起されやすくすることができる。

＜実施の形態４＞
図１５を参照して、本実施の形態においては、刃先５１の方向ＤＢ（図１）への摺動によってトレンチラインＴＬが形成される際に、刃先５１が、ガラス基板４の縁である辺ＥＤ１に位置する位置Ｎ０を通過する。これにより刃先５１は位置Ｎ０においてガラス基板４の縁を切り下ろす。これをきっかけとして、図１６に示すように、クラックラインＣＬが位置Ｎ０から位置Ｎ３へ向かって伸展する。本実施の形態によれば、アシストラインＡＬ（図５）などの形成を特に必要とすることなく、クラックラインＣＬの形成が開始されるきっかけをガラス基板４へ容易に与えることができる。

なおクラックラインＣＬの形成は、トレンチラインＴＬ上の所定の箇所においてガラス基板４に、トレンチラインＴＬ付近の内部応力の歪みを解放するような応力を印加することによって開始される。応力の印加は、実施の形態１〜３で説明したアシストラインＡＬの形成もしくはそれに沿ったガラス基板の分離、または実施の形態４で説明したガラス基板４の縁の切り下ろしに限定されるものではなく、たとえば、形成されたトレンチラインＴＬ上またはその付近に再度刃先を押し付けることによる外部応力の印加、または、レーザ光の照射などによる加熱によっても行ない得る。

＜付記＞
上記の諸実施の形態においては、トレンチラインＴＬの形成における刃先５１（図１）の摺動方向が方向ＤＡである場合は、トレンチラインＴＬが形成された方向と同じ方向にクラックラインＣＬが形成される。またトレンチラインＴＬの形成における刃先５１（図１）の摺動方向が方向ＤＢである場合は、トレンチラインＴＬが形成された方向と逆の方向にクラックラインＣＬが形成される。いずれの場合においても、刃先５１の軸方向ＡＸがガラス基板４の上面ＳＦ１の法線方向からより傾けられれば、クラックラインＣＬの伸展方向を、上述したものとは逆にすることができる。すなわち、トレンチラインＴＬの形成における刃先５１（図１）の摺動方向が方向ＤＡである場合に、トレンチラインＴＬが形成された方向と逆の方向にクラックラインＣＬが形成され得る。またトレンチラインＴＬの形成における刃先５１（図１）の摺動方向が方向ＤＢである場合は、トレンチラインＴＬが形成された方向と同じ方向にクラックラインＣＬが形成され得る。この場合、図１において角度ＡＧ２＞角度ＡＧ１とされることが好ましい。

なお、トレンチラインＴＬに沿ってクラックラインＣＬが形成されるきっかけとなる応力印加の位置は、クラックラインＣＬの伸展方向を考慮して選択されればよい。たとえば、応力印加としてアシストラインＡＬが形成される場合、アシストラインＡＬがトレンチラインＴＬと交差する位置は、クラックラインＣＬの伸展方向を考慮して選択される。

上記内容に基づき、下記（１）または（２）に記載のガラス基板（脆性基板）の分断方法が実施され得る。

（１）第１の脆性基板の分断方法は、以下の工程ａ）〜ｃ）を有している。

ｃ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

工程ａ）は、工程ｂ）においてクラックラインがトレンチラインに沿って伸展する方向が、トレンチラインが形成された方向と逆となるように行われる。

（２）第２の脆性基板の分断方法は、以下の工程ａ）〜ｃ）を有している。

ｃ）クラックラインに沿って脆性基板が分断される。

工程ａ）は、工程ｂ）においてクラックラインがトレンチラインに沿って伸展する方向が、トレンチラインが形成された方向と同じとなるように行われる。

４ガラス基板（脆性基板）
５１刃先
ＡＬアシストライン
ＣＬクラックライン
ＳＦ１上面（一の面）
ＴＬトレンチライン
ＰＰ突起部
ＰＳ側部

Claims

ａ）突起部と前記突起部から延びかつ凸形状を有する側部とを有する刃先を脆性基板の一の面上で、前記突起部から前記側部へ向かう方向に摺動させることによって、前記一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインを形成する工程を備え、前記トレンチラインは、前記トレンチラインの下方において前記脆性基板が前記トレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成され、さらに
ｂ）前記トレンチラインの少なくとも一部に沿って前記脆性基板のクラックを伸展させることによってクラックラインを形成する工程を備え、前記クラックラインによって前記トレンチラインの下方において前記脆性基板は前記トレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれており、さらに
ｃ）前記クラックラインに沿って前記脆性基板を分断する工程を備え、
前記工程ａ）は、前記工程ｂ）において前記クラックラインが前記トレンチラインに沿って伸展する方向が、前記トレンチラインが形成された方向と同じとなるように行われ、
前記刃先は、互いに隣り合う第１から第３の面と、前記第１から第３の面が合流する頂点と、前記第２および第３の面がなす稜線とを有し、
前記刃先の前記突起部は前記頂点で構成され、前記刃先の前記側部は前記稜線で構成される、
脆性基板の分断方法。
ａ）突起部と前記突起部から延びかつ凸形状を有する側部とを有する刃先を脆性基板の一の面上で、前記側部から前記突起部へ向かう方向に摺動させることによって、前記一の面上に塑性変形を発生させることで、溝形状を有するトレンチラインを形成する工程を備え、前記トレンチラインは、前記トレンチラインの下方において前記脆性基板が前記トレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように形成され、さらに
ｂ）前記トレンチラインの少なくとも一部に沿って前記脆性基板のクラックを伸展させることによってクラックラインを形成する工程を備え、前記クラックラインによって前記トレンチラインの下方において前記脆性基板は前記トレンチラインと交差する方向において連続的なつながりが断たれており、さらに
ｃ）前記クラックラインに沿って前記脆性基板を分断する工程を備え、
前記工程ａ）は、前記工程ｂ）において前記クラックラインが前記トレンチラインに沿って伸展する方向が、前記トレンチラインが形成された方向と逆となるように行われ、
前記刃先は、互いに隣り合う第１から第３の面と、前記第１から第３の面が合流する頂点と、前記第２および第３の面がなす稜線とを有し、
前記刃先の前記突起部は前記頂点で構成され、前記刃先の前記側部は前記稜線で構成される、
脆性基板の分断方法。